JP2006303445A - 積層型圧電素子及びこれを用いた燃料噴射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】積層型圧電ユニット（以下、単にユニットともいう）を積み重ねたユニット積層体を含み、ユニットが伸縮しても、第１外側ユニット電極同士、あるいは第２外側ユニット電極同士間の導通を良好に維持し、かつ短絡も防止できる積層型圧電素子を提供する。
【解決手段】積層型圧電素子１は、積層型圧電ユニット２を積層方向に積み重ねたユニット積層体６を含む。各ユニット２は、第１外側ユニット電極２４及び第２外側ユニット電極２５を有する。第１外側ユニット電極２４同士は、ユニット２の外側面２１から離間して配置された第１電極棒４２を含み、導通を保ったまま積層方向に変形移動可能な柔軟性を有する第１導通路４１で導通されている。また、第２外側ユニット電極２５同士も、ユニット２の外側面２１から離間して配置された第２電極棒４５を含み、導通を保ったまま積層方向に変形移動可能な柔軟性を有する第２導通路４４で導通されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、積層型圧電素子及びこれを用いた燃料噴射装置に関する。

圧電磁器組成物からなる圧電焼結体層とこれに接する内部電極層とを交互に積層してなる積層型圧電ユニットを用いた積層型圧電素子、あるいは積層型圧電ユニットを圧電焼結体層及び内部電極層の積層方向に複数積み重ねたユニット積層体を用いた積層型圧電素子が知られている。このような積層型圧電素子は、振動や圧力等を検知するセンサとして用いられたり、直流電圧あるいは交流電圧を印加して、変位あるいは振動を生じさせる圧電アクチュエータとして利用されている。この圧電アクチュエータの用途としては、例えば、超音波モータや精密位置決め用アクチュエータ、燃料噴射装置など様々な用途がある。

ところで、このような積層型圧電素子に用いられている積層型圧電ユニットでは、通常、多数の内部電極層のうち１層おきの内部電極層と導通する第１外側ユニット電極と、この第１の電極に導通していない残りの１層おきの内部電極層と導通する第２外側ユニット電極とを有している。そして、積層型圧電ユニットを積み重ねてユニット積層体とする場合には、各々の積層型圧電ユニットにおける第１外側ユニット電極同士を互いに導通するとともに、第２外側ユニット電極同士を互いに導通する。

例えば、特許文献１に示された積層型圧電セラミックでは、従来例として、積層型圧電セラミック単体を積み重ねるに当たり、外部電極（第１外側ユニット電極、第２外側ユニット電極に相当）の端部同士をハンダなどの導電体で形成された外部電極接続部で接続しているものが開示されている（特許文献１の図６参照）。また、単体間接続導電体であるリード線を外部電極にそれぞれハンダ付けして、外部電極同士を接続しているものも開示されている（特許文献１の図２参照）

特開２０００−２６９５６２号公報

しかしながら、上述の特許文献１の図６に示されているように、外部電極の端部同士をハンダなどの弾性変形困難な材質からなる外部電極接続部で剛に接続している場合には、各々の積層型圧電セラミック単体の伸縮による変形で、この外部電極接続部（ハンダ）が疲労して亀裂が入るなどして断線しやすい。

一方、上述の特許文献１の図２に示されているように、単体間接続導電体であるリード線を外部電極にそれぞれハンダ付けして、外部電極同士を接続する場合にも不具合が生じる虞がある。即ち、リード線を張力をが掛かった状態に張った場合には、各々の積層型圧電セラミック単体の伸縮により、リード線にかかる張力が変動してリード線が破断したり、リード線と外部電極とのハンダ付け部分が疲労して破断する虞がある。逆に、リード線を張力がかからないように緩く張った場合には、撓んだリード線が他の部分に接触して短絡を生じる虞がある。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、積層型圧電ユニットを積み重ねたユニット積層体を含む積層型圧電素子において、積層型圧電ユニットが伸縮しても、第１外側ユニット電極同士、あるいは第２外側ユニット電極同士間の導通を良好に維持し、かつ短絡も防止できる積層型圧電素子を提供することを目的とする。また、このような積層型圧電素子を用いた燃料噴射装置を提供することを目的とする。

そしてその解決手段は、圧電焼結体層と内部電極層とを交互に積層してなる積層型圧電ユニットを、上記圧電焼結体層及び内部電極層の積層方向に複数積み重ねてなるユニット積層体を含み、各々の上記積層型圧電ユニットが、上記積層方向に延びる外側面上に位置し、上記内部電極層と互いに１層おきに導通する第１外側ユニット電極及び第２外側ユニット電極を有する積層型圧電素子であって、上記積層型圧電ユニットに属する上記第１外側ユニット電極とこの積層型圧電ユニットに隣接する積層型圧電ユニットに属する上記第１外側ユニット電極との間を導通する第１導通路であって、これらの積層型圧電ユニットの外側面から離間して配置された第１離間導通部を含み、上記第１外側ユニット電極同士の導通を保ったまま、上記積層型圧電素子動作時の上記ユニット積層体の伸縮に追動可能に構成してなる第１導通路と、上記積層型圧電ユニットに属する上記第２外側ユニット電極とこの積層型圧電ユニットに隣接する積層型圧電ユニットに属する上記第２外側ユニット電極との間を導通する第２導通路であって、これらの積層型圧電ユニットの外側面から離間して配置された第２離間導通部を含み、上記第２外側ユニット電極同士の導通を保ったまま上記積層がた圧電素子動作時の上記ユニット積層体の伸縮に追動可能に構成してなる第２導通路と、上記第１離間導電部及び第２離間導電部の少なくともいずれかを上記積層型圧電ユニットの外側面から離間した所定位置に保持する１または複数の離間保持部材と、を備える積層型圧電素子である。

本発明の積層型圧電素子では、隣り合う積層型圧電ユニットについて、第１外側ユニット導体同士を、第１導通路で導通している。また、第２外側ユニット導体同士を第２導通路で導通している。
しかも、第１導通路は、第１外側ユニット電極同士の導通を保ったまま、積層型圧電素子動作時のユニット積層体の伸縮に追動可能に構成してなる。同様に、第２導通路は、第２外側ユニット電極同士の導通を保ったまま、積層型圧電素子動作時のユニット積層体の伸縮に追従可能に構成してなる。
このため、各積層型圧電ユニットがそれぞれ伸縮しても、このような柔軟性を有する第１導通路を介して第１外側ユニット導体同士が導通しているので、第１外側ユニット電極の端部同士をハンダなどが直接接続している場合と異なり、断線を生じることがない。同様に、このような第２導電体を介して第２外側ユニット導体同士が導通しているので、断線を生じることがない。

第１導通路は、積層型圧電ユニットの外側面から離間して配置された第１離間導電部を含んでいる。同様に、第２導通路は、積層型圧電ユニットの外側面から離間して配置された第２離間導電部を含んでいる。さらに、本発明では、離間保持部材が、この第１離間導電部あるいは第２離間導電部を保持しているので、保持された第１離間導電部あるいは第２離間導電部が、互いにあるいは他の部材と接触して短絡するなどの不具合をも防止することもできる。

なお、本発明の積層型圧電素子は、圧電アクチュエータとして用いて、変位や振動を発生させることができる。また、振動センサや圧力センサとして、振動の有無や大きさ、圧力変化の大きさ等を検知に利用することができる。
また、第１離間導電部あるいは第２離間導電部を保持する離間保持部材は、いずれかの積層型圧電ユニットに保持されるようにすることができる。あるいは２つの積層型圧電ユニットに保持されるようにすることもできる。さらに、ケース部材を有する積層型圧電素子において、このケース部材に保持されるようにすることもできる。

また、第１導通路としては、第１離間導電部を含み、第１外側ユニット電極同士の導通を保ったまま、積層型圧電素子動作時のユニット積層体の伸縮に対して追動できるように構成されていれば、適宜の構成を採ることができる。例えば、柔軟性のあるリード線を用い、このリード線の両端をそれぞれ異なる第１外側ユニット電極にハンダ付けし、リード線の途中部分を積層型圧電ユニットから離間する形態としたものが挙げられる。また、剛性のある導体棒と、導体棒の一端部と第１外側ユニット電極とをハンダ付けによりリード線で結ぶ一方、導体棒の他端部と他の第１外側ユニット電極とをハンダ付けにより他のリード線で結ぶ構成としたものも挙げられる。また、帯状の導電メッシュを第１外部ユニット電極上及びこれよりも積層方向に余らせて貼り付けておき、導体棒の一端部と第１外側ユニット電極に貼り付けた導電メッシュの余剰部分とをハンダ付けによりリード線で結ぶ一方、導体棒の他端部と他の第１外側ユニット電極に貼り付けた他の導電メッシュの余剰部分とをハンダ付けにより他のリード線で結ぶ構成としたものも挙げられる。第２導通路についても同様である。

さらに、上記の積層型圧電素子であって、前記離間保持部材は、隣り合う前記積層型圧電ユニット同士の境界を跨ぐようにして前記ユニット積層体の外側に位置し、上記境界を挟んで隣り合う上記積層型圧電ユニットの、前記第１外側ユニット電極同士を導通する前記第１導通路のうちの前記第１離間導通部、及び、前記第２外側ユニット電極同士を導通する前記第１導通路のうちの前記第２離間導通部を、積層型圧電ユニットの外側面から離間して保持してなる積層型圧電素子とすると良い。

本発明の積層型圧電素子では、離間保持部材が積層型圧電ユニット同士の境界を跨ぐようにしてユニット積層体の外側に位置しており、離間保持部材は第１，第２離間導通部を保持している。このため、この離間保持部材よりも積層方向に見て一方側に位置する積層型圧電ユニットにおける第１外側ユニット電極と、他方側に位置する積層型圧電ユニットにおける第１外側ユニット電極とを、その中間の位置で、保持している第１離間導電部を含む第１導通路を介して導通させることができる。このため、第１外側ユニット電極同士の導通を短い距離で行うことができるから、コンパクト、低抵抗で第１外側ユニット電極同士を導通することができる。第２外側ユニット電極についても同様である。

さらに、上記いずれかに記載の積層型圧電素子であって、前記離間保持部材は、前記積層型圧電ユニットに保持されてなる積層型圧電素子とすると良い。

本発明の積層型圧電素子では、離間保持部材は、積層型圧電ユニットに保持されているので、自身が保持している第１導通路の第１離間導体部あるいは第２導通路の第２離間導体部と積層型圧電ユニットとの位置関係を容易かつ適切に決めることができる。

さらに、上記積層型圧電素子であって、前記ユニット積層体及び前記離間保持部材を包囲するケース部材を有し、上記離間保持部材は、上記ケース部材内における前記積層型圧電ユニットの上記積層方向に直交する積層直交方向の位置を規制する位置規制部材を兼ねる積層型圧電素子とすると良い。

本発明の積層型圧電素子は、離間保持部材が位置規制部材を兼ねている。従って、部材の数も低減できる。また、結果として、ケース部材と第１離間導体部や第２離間導電体部の位置関係をも容易に決定できるので、ケース部材と第１外側ユニット電極や第１導通路との間の絶縁、あるいはケース部材と第２外側ユニット電極や第２導通路との間の絶縁をも容易に図ることができる。

さらに他の解決手段は、上記いずれか１項に記載の積層型圧電素子を用いた燃料噴射装置である。

本発明の燃料噴射装置は、前述の積層型圧電素子を用いているので、信頼性の高い燃料噴射装置とすることができる。

本発明の実施の形態のうち、ケース付き積層型圧電素子にかかる実施例を図１〜図１２を参照して、また、燃料噴射装置にかかる実施例を図１３，図１４を参照して説明する。

本実施例１にかかるケース付きの積層型圧電素子１を図１に示す。この積層型圧電素子１は、円筒状のケース部材９内にユニット積層体６を挿入保持したものである。このユニット積層体６は、積層型圧電ユニット２（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ）を、後述する積層方向ＳＴに三段に積み重ねたものであり、積層型圧電ユニット２同士の境界部分には、スペーサ５（５Ａ，５Ｂ）が配置されてスペーサ付きユニット積層体６Ｓとなっている。さらにこのスペーサ付きユニット積層体６Ｓは、モールド樹脂８で包囲されてモールド済ユニット積層体７とされている。

積層型圧電ユニット２を三段に積み重ねたユニット積層体６（図８参照）は、後端面６Ｔ２（図１中、下端）において、裏蓋１１に当接している。一方、先端面６Ｔ１（図１中、上端）は、断面凸字状のプッシュロッド１３に当接している。このプッシュロッド１３は、径大のベース部１４と径小のロッド部１５とからなる。このロッド部１５は、表蓋１０のロッド挿通孔１０Ｈを貫通して、この表蓋１０よりも突出している。また、このロッド部１５の周囲には、複数の皿バネ１２が積層されて弾性体を構成しており、表蓋１０とプッシュロッド１３のベース部１４とを離間させ、積層型圧電ユニット２（ユニット積層体６）を積層方向ＳＴに圧縮するようにベース部１４を付勢している。なお、表蓋１０及び裏蓋１１は、円筒状のケース部材９に溶接して固定されている。

後述するように、積層型圧電ユニット２（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ）は、それぞれ第１外側ユニット電極２４（２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ）及び第２外側ユニット電極２５（２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ）を有している（図３参照）。一方、スペーサ５（５Ａ，５Ｂ）は、第１電極棒４２（４２Ａ，４２Ｂ）及び第２電極棒４５（４５Ａ，４５Ｂ）を保持している。そして、第１外側ユニット電極２４（２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ）と第１電極棒４２（４２Ａ，４２Ｂ）は、柔軟性のある第１接続リード４３（４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄ）で互いに接続されている。また、第２外側ユニット電極２５（２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ）と第２電極棒４５（４５Ａ，４５Ｂ）とは、柔軟性のある第２接続リード４６（４６Ａ，４６Ｂ，４６Ｃ，４６Ｄ）で互いに接続されている。従って、積層型圧電ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃは、電気的に並列に接続されている。また、第１電極棒４２（４２Ａ）は外部リード１７に、第２電極棒４５（４５Ａ）は外部リード１８に接続している。このため、外部リード１７，１８間に電圧を印加することで、積層型圧電ユニット２（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ）をそれぞれ伸縮させることができる。上述したように、積層型圧電ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃは互いに積み重ねられているので、この積層型圧電素子１では、この伸縮の変位が足し合わされて、プッシュロッド１３のロッド部１５の変位として取り出すことができる。

ここで、積層型圧電ユニット２（２Ａ，２Ｂ，２Ｃ）について、図３を参照して説明する。この積層型圧電ユニット２は、概略、４つの外側面２１を有する直方体形状をなしている。その４つの外側面２１のうち、対向する取出し電極形成面２１Ａ，２１Ｂには、Ａｇを主体とし直線状に延びた第１外側ユニット電極２４及び第２外側ユニット電極２５が形成されている。

この積層型圧電ユニット２は、図３（ｂ）に示すように、平板状の圧電焼結体層２Ｐと内部電極層２Ｅ（２ＥＡ，２ＥＢ）とが、交互に積層された形態を有している。また、内部電極層２ＥＢと内部電極層２ＥＡとは、交互に配置されている。このうち、内部電極層２ＥＢは、取出し電極形成面２１Ｂからは引き下がる一方、取出し電極形成面２１Ａに露出する形態にされており、取出し電極形成面２１Ａに形成された第１外側ユニット電極２４と導通している。これとは逆に、内部電極層２ＥＡは、取出し電極形成面２１Ａからは引き下がる一方、取出し電極形成面２１Ｂに露出する形態にされており、取出し電極形成面２１Ｂに形成された第２外側ユニット電極２５と導通している。
なお、本実施例では、圧電焼結体層２Ｐ及び内部電極層２Ｅが積層された方向（図３中、上下方向）を積層方向ＳＴとし、これに直交する方向（圧電焼結体層２Ｐあるいは内部電極層２Ｅの拡がり方向）を積層直交方向ＶＳと呼ぶこととする。

この積層型圧電ユニット２のうち、圧電焼結体層２Ｐは、公知の圧電セラミックの組成物（例えば、チタン酸ジルコン酸鉛、チタン酸バリウムなど）のほか、ニオブ酸アルカリ金属を主成分とする圧電磁器組成物など各種の圧電磁器組成物を用いることができる。また、内部電極層２Ｅ（２ＥＡ，２ＥＢ）も、公知の導電体（例えば、Ａｇ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｄ，Ａｇ−Ｐｔ，Ｃｕ，Ｎｉなど）を用いることができる。本実施例では、圧電焼結体層２Ｐにニオブ酸アルカリ金属を主成分とする圧電磁器組成物を用い、内部電極層２Ｅ（２ＥＡ，２ＥＢ）にＰｔを用いている。また、圧電焼結体層２Ｐは、その厚さ方向のうち、内部電極層２ＥＡから内部電極層２ＥＢに向かう方向に分極されている。このため、内部電極層２ＥＡを内部電極層２ＥＢに対して相対的に正電位とすることで、圧電焼結体層２Ｐそれぞれを厚さ方向に延ばす（厚さを厚くする）変形が生じる。つまり、第１外側ユニット電極２４を第２外側ユニット電極２５に対して正電位とすることで、積層型圧電ユニット２を積層方向ＳＴに伸張させることができる。

この積層型圧電ユニット２のうち、第１外側ユニット電極２４の外側には、Ｃｕからなるメッシュ状の第１メッシュ導体２６がハンダ付けによって接続されている。なお、この第１メッシュ導体２６には、一端または両端に、第１外側ユニット電極２４に固定されていない自由状態の第１延出部２６Ｅを有している。また同様に、第２外側ユニット電極２５の外側にも、Ｃｕからなるメッシュ状の第２メッシュ導体２７がハンダ付けによって接続されている。この第２メッシュ導体２７にも、一端または両端に、第２外側ユニット電極２５に固定されていない第２延出部２７Ｅを有している。
また、この積層型圧電ユニット２のうち、両側の端部２３，２３は、それぞれ面取りされており、概略、四角錐台の形状とされている。なお、四角錐台の形状とされた両側の端部２３，２３には、内部電極は形成されておらず、電圧を印加しても変形しない不活性層となっている。

ついで、スペーサ５について、図４を参照して説明する。このスペーサ５は、ＰＥＥＫ，ＰＡ等の絶縁性樹脂からなり、ロ字状の環状部５１と、この環状部５１から互いに略１２０度の角度を持って配置され、径方向外方に向けて突出する３つの突出当接部５２（５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ）を備えている。

このうち、環状部５１の中央には、略四角孔形状のユニット挿入孔５１Ｈを有している。図１及び図５を参照すると容易に理解できるように、このユニット挿入口５１Ｈに、積層型圧電ユニット２同士の対向する端部２３，２３を挿入することにより、環状部５１が、積層型圧電ユニット２、特に積層型圧電ユニット２同士の境界を跨ぐように配置される。

さらに詳細には、ユニット挿入孔５１Ｈには、両方の開口端に向けて拡径する当接面５３を備えている。このため、図５（ｂ）に示すように、積層型圧電ユニットの端部同士、例えば積層型圧電ユニット２Ａの端部２３Ａ２と積層型圧電ユニット２Ｂの端部２３Ｂ１とを、環状部５１内に挿入し、積層型圧電ユニット２Ａの端面２２Ａ２と積層型圧電ユニット２Ｂの端面２２Ｂ１とを当接させた状態で、端部２３Ａ２，２３Ｂ１の錐面２３ＳＡ２，２３ＳＢ１がそれぞれ環状部５１の当接面５３に当接する形態とされている。
積層型圧電ユニット２Ａの端面２２Ａ２と積層型圧電ユニット２Ｂの端面２２Ｂ１とは、接着剤３を介して互いに固定されている。また、端部２３Ａ２，２３Ｂ１の錐面２３ＳＡ２，２３ＳＢ１と、環状部５１の当接面５３とも、それぞれ接着剤３を介して当接固着されている。

このような積層型圧電ユニット２同士の積み重ね、スペーサ５の配置、及び積層型圧電ユニット２やスペーサ５の接着については、接着ジグＡＤを用いて以下のようにして行う。接着ジグＡＤは、図６に示すように、上面ＡＤ１Ｕが平坦なベースＡＤ１と、円柱状の内周面ＡＤ２Ｓを有する略円筒形状の筒部材ＡＤ２と、上述の内周面ＡＤ２Ｓ内に挿入可能な略円柱形状の外形を有する押圧コラムＡＤ３とを含んでいる。

まず、積層型圧電ユニット２同士の積み重ね、及びスペーサ５の配置の工程を以下のようにして行う。即ち、積層型圧電ユニット２Ｃ、スペーサ５Ｂ、積層型圧電ユニット２Ｂ、スペーサ５Ａ、積層型圧電ユニット２Ａをこの順に、接着ジグＡＤの筒部材ＡＤ２内に挿入する。具体的には、まず、筒部材ＡＤ２内に、積層型圧電ユニット２Ｃを挿入し、その図６中下方の端面２２Ｃ２を、ベースＡＤの上面ＡＤ１Ｕに当接させる。さらに、スペーサ５Ｂを挿入し、積層型圧電ユニット２Ｃの図６中上方の端部２３Ｃ１が、スペーサ５Ｂのユニット挿入孔５１ＨＢ内に挿入されるように、積層型圧電ユニット２Ｃの積層直交方向ＶＳ（図６において、上下方向に直交する方向）の位置を調整する。

スペーサ５は、前述したように、３つの突出当接部５２（５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ）を備えている（図４参照）。一方、筒部材ＡＤ２の内周面ＡＤ２Ｓは、３つの突出当接部５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃに外接する円とほぼ同径とされている。従って、このスペーサ５Ｂを筒部材ＡＤ２内に挿入すると、図７に示すように、３つの突出当接部５２ＡＢ，５２ＢＢ，５２ＣＢが、それぞれ筒部材ＡＤ２の内周面ＡＤ２Ｓに当接あるいはごく接近した状態に配置される。これにより、スペーサ５Ｂの積層直交方向ＶＳの位置がほぼ決定される。すると、このスペーサ５Ｂに端部２３Ｃ１が挿入され保持された積層型圧電ユニット２Ｃの積層直交方向ＶＳの位置も決定されることとなる。具体的には、積層型圧電ユニット２Ｃの積層直交方向ＶＳの中心２ＸＣ（及びユニット積層体６の積層直交方向の中心６Ｘ）が、筒部材ＡＤ２の軸線ＡＸ２にほぼ一致するように、積層型圧電ユニット２Ｃが積層直交方向ＶＳについて位置決めされる。特に、積層型圧電ユニット２Ｃの端部２３Ｃ１の積層直交方向ＶＳの中心が、軸線ＡＸ２にほぼ一致するように、端部２３Ｃ１が積層直交方向ＶＳについて位置決め配置される。なお、積層型圧電ユニット２Ｃの図中上方の端部２３Ｃ１（錐面２３Ｓ、端面２２）には接着剤３を塗布しておく。これにより、端部２３Ｃ１の錐面２３Ｓは、スペーサ５Ｂの当接面５３に接着剤３を介して当接する。

その後、さらに、積層型圧電ユニット２Ｂの図中下方の端部２３Ｂ２が、スペーサ５Ｂのユニット挿入孔５１ＨＢ内に挿入されるように、積層型圧電ユニット２Ｂを筒部材ＡＤ２内に挿入する。なお、積層型圧電ユニット２Ｂの端部２３Ｂ２（錐面２３Ｓ、端面２２）にも接着剤３を塗布しておく。これにより、積層型圧電ユニット２Ｃの端面２２Ｃ１と、積層型圧電ユニット２Ｂの端面２２Ｂ２とが接着剤３を介して当接するとともに、端部２３Ｂ２の錐面２３Ｓも、スペーサ５Ｂの当接面５３に接着剤３を介して当接する。

さらに、積層型圧電ユニット２Ｂの端部２３Ｂ２の積層直交方向ＶＳの中心２ＸＢが、軸線ＡＸ２にほぼ一致するように、端部２３Ｂ２が積層直交方向ＶＳについて位置決め配置される。このようにすることで、積層型圧電ユニット２Ｃの端部２３Ｃ１と、積層型圧電ユニット２Ｂの端部２３Ｂ２の積層直交方向ＶＳの位置を揃えることもできている。
しかも、本実施例１では、略直方体形状の積層型圧電ユニット２を用い、スペーサ５Ｂの略四角孔形状のユニット挿入孔５１ＨＢ内に、積層型圧電ユニット２Ｃの端部２３Ｃ１と積層型圧電ユニット２Ｂの端部２３Ｂ２とを挿入しているので、積層型圧電ユニット２Ｃと積層型圧電ユニット２Ｂとの間の軸線ＡＸ２の周りの周方向の位置をも揃えることができている。

ついで、スペーサ５Ａを筒部材ＡＤ２内に挿入し、その後、積層型圧電ユニット２Ａを挿入する。これにより、積層型圧電ユニット２Ｂの端部２３Ｂ１の積層直交方向ＶＳの中心も、軸線ＡＸ２にほぼ一致するように、端部２３Ｂ１が積層直交方向ＶＳについて位置決め配置される。また、積層型圧電ユニット２Ａの端部２３Ａ２の積層直交方向ＶＳの中心も、軸線ＡＸ２にほぼ一致するように、端部２３Ａ２が積層直交方向ＶＳについて位置決め配置される。
さらに、積層型圧電ユニット２Ｃの端部２３Ｃ１と、積層型圧電ユニット２Ｂの端部２３Ｂ２の積層直交方向ＶＳの位置を揃えることもできている。
しかも、略四角孔形状のユニット挿入孔５１ＨＡ内に、積層型圧電ユニット２Ｂの端部２３Ｂ１と積層型圧電ユニット２Ａの端部２３Ａ２とを挿入しているので、積層型圧電ユニット２Ｂと積層型圧電ユニット２Ａとの間の軸線ＡＸ２の周りの周方向の位置をも揃えることができている。
なお、積層型圧電ユニット２Ｂ，２Ａの端部２３Ｂ１，２３Ａ２（錐面２３Ｓ、端面２２）にもそれぞれ接着剤３を塗布しておき、端面同士及びスペーサ５Ａの当接面５３と接着剤３を介して当接させる。

さらに、筒部材ＡＤ２内に押圧コラムＡＤ３を挿入し、積層型圧電ユニット２Ａの図６中上側の端面２２Ａ１に、下面ＡＤ３Ｄを当接させて、３つの積層型圧電ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃに軸線ＡＸ２に沿う押圧力ＦＳを加え、この状態のまま加熱して接着剤３を硬化させる。これにより、積層型圧電ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃの端面同士が互いに接着されるとともに、スペーサ５Ａ，５Ｂの当接面５３と積層型圧電ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃの端部２３（錐面２３Ｓ）とが接着される。これにより、３つの積層型圧電ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃからなるユニット積層体６が出来上がる（図８参照）。

なお、このユニット積層体６には、スペーサ５Ａ，５Ｂも一体的に取り付けられており、スペーサ付きユニット積層体６Ｓとなっている。また、スペーサ５Ａ，５Ｂの電極棒挿通孔５２ＢＨ，５２ＣＨ（図４参照）には、それぞれＳｎメッキを表面に施したＣｕからなる直棒状の第１電極棒４２（４２Ａ，４２Ｂ）あるいは第２電極棒４５（４５Ａ，４５Ｂ）を挿入し保持させる。

この第１電極棒４２及び第２電極棒４５を用いて、積層型圧電ユニット２の第１外側ユニット電極２４及び第２外側ユニット電極２５を、それぞれ外部リード１７，１８に接続する。具体的には、図９（ａ）に示すように、外部リード１７を第１電極棒４２Ｂにハンダ付けする。また、外部リード１８を第２電極棒４５Ｂにハンダ付けする。さらに、第１電極棒４２Ｂと第１電極棒４２Ａとを、第１中間リード１９のハンダ付けにより導通させる。同様に、第２電極棒４５Ｂと第２電極棒４５Ａとを、第２中間リード２０のハンダ付けにより導通させる。

一方、積層型圧電ユニット２の第１外側ユニット電極２４を、図９（ｂ）に示すように、柔軟性のある第１接続リード４３を介して第１電極棒４２に接続する。具体的には、第１外側ユニット電極２４を覆うようにハンダ付けした第１メッシュ導体２６のうちの第１延出部２６Ｅと、第１電極棒４２とを、第１接続リード４３を介してハンダ付けにより接続する。
同様に、第２外側ユニット電極２５を、柔軟性のある第２接続リード４６を介して第２電極棒４５に接続する。具体的には、第２外側ユニット電極２５を覆うようにハンダ付けした第２メッシュ導体２７のうちの第２延出部２７Ｅと、第２電極棒４５とを、第２接続リード４６を介してハンダ付けにより接続する。

かくして、第１外側ユニット電極２４同士は、図９（ｂ）に示すように、第１接続リード４３、第１電極棒４２、及び第１接続リード４３からなる第１導通路４１を通じて、互いに導通することとなる。また、第２外側ユニット電極２５同士は、第２接続リード４６、第２電極棒４５、及び第２接続リード４６からなる第２導通路４４を通じて、互いに導通することとなる。しかも本実施例では、第１電極棒４２が、積層型圧電ユニット２の外側面２１から離間した状態で、スペーサ５の突出当接部５２Ｂに保持されている。また、第２電極棒４５も、積層型圧電ユニット２の外側面２１から離間した状態で、スペーサ５の突出当接部５２Ｃに保持されている。このため、確実に、第１導通路４１と第２導通路４４（第１電極棒４２と第２電極棒４５）とを離間して短絡を防止できるほか、他の部材との短絡も防止することができている。

さらに、第１導通路４１は、柔軟な第１接続リード４３を含んでいるから、第１外側ユニット電極２４同士の導通を保ったまま、ユニット積層体６の伸縮に対して追動することが可能とされている。同様に、第２導通路４４は、柔軟な第２接続リード４６を含んでいるから、第２外側ユニット電極２５同士の導通を保ったまま、ユニット積層体６の伸縮に対して追動することが可能となっている。
このため、積層型圧電ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃがそれぞれ伸縮しても、このような柔軟性を有する第１導通路４１を介して第１外側ユニット導体２４同士が導通しているので、断線などを生じることがない。同様に、このような第２導電体４４を介して第２外側ユニット導体２５同士が導通しているので断線を生じることがない。
特に、本実施例では、第１メッシュ導体２６に第１延出部２６Ｅを、第２メッシュ導体２７に第２延出部２７Ｅを設けており、この第１，第２延出部２６Ｅ，２７Ｅも柔軟性を有しているから、積層型圧電ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃがそれぞれ伸縮しても断線を生じることがない。

また、本実施例では、スペーサ５を積層型圧電ユニット２同士の境界を跨ぐようにしてユニット積層体６の外側に位置させている。具体的には、スペーサ５Ａを積層型圧電ユニット２Ａ，２Ｂの境界を跨ぐように位置させている。また、スペーサ５Ｂを積層型圧電ユニット２Ｂ，２Ｃの境界を跨ぐようにに位置させている。このため、２つの積層型圧電ユニットの第１外側ユニット電極２４同士を、それらの中間の位置で、保持している第１電極棒４２を含む第１導通路４１を介して導通させることができる。このため、第１外側ユニット電極２４同士の導通を短い距離で行うことができるから、コンパクト、低抵抗で第１外側ユニット電極２４同士を導通することができる。
第２外側ユニット電極２５についても同様に、２つの積層型圧電ユニットの第２外側ユニット電極２５同士を、それらの中間の位置で、保持している第２電極棒４５を含む第２導通路４６を介して導通させることができる。このため、第２外側ユニット電極２５同士の導通を短い距離で行うことができるから、コンパクト、低抵抗で第２外側ユニット電極２５同士を導通することができる。

また、本実施例では、スペーサ５が積層型圧電ユニット２に保持されている。このため、スペーサ５自身が保持している第１電極棒４２あるいは第２電極棒４５と積層型圧電ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃとの位置関係は、突出当接部５２Ｂ，５２Ｃに形成した電極棒挿通孔５２ＢＨ，５２ＣＨの位置によって自動的に適切な位置に決めることができる。

ついで、ユニット積層体６（スペーサ付きユニット積層体６Ｓ）の周囲に、柔軟性のあるモールド樹脂８を形成する。具体的には、図１０，図１１に示すように、モールドジグＭＤを用いて樹脂モールドを行う。このモールドジグＭＤは、上面ＭＤ１Ｕが平坦なベースＭＤ１と、このベースＭＤ１の上面ＭＤ１Ｕ上に配置される第１筒部材ＭＤ２及び第２筒部材ＭＤ３とを有している。この第１筒部材ＭＤ２及び第２筒部材ＭＤ３は、概略、長円を軸線方向に延ばした形状の孔を有する部材を、長円の長径及び軸線に沿って半割した形状を有しており、第１筒部材ＭＤ２の内周面ＭＤ２Ｓと、第２筒部材ＭＤ３の内周面ＭＤ３Ｓとを対向させて配置することで、略長円を軸線方向に延ばした形状の積層体保持孔ＭＤＨが形成される。但し、内周面ＭＤ２Ｓ及び内周面ＭＤ３Ｓには、径方向外側に向けて凹設された位置決め溝ＭＤ２ＳＩ，ＭＤ３ＳＩが２箇所ずつ形成されている。この位置決め溝ＭＤ２ＳＩとＭＤ３ＳＩとで形成される概略円環状の溝の最大外径は、３つの突出当接部５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃに外接する円ＣＲとほぼ同径とされている。さらに、第１筒部材ＭＤ２のうち、突出当接部５２Ａの両側に位置する部位は、この突出当接部５２Ａを挟むようにして内部に、具体的には、積層体保持孔ＭＤＨの位置決め溝ＭＤ２ＳＩに突出する２つの突出部ＭＤ２Ｔが設けられている。この突出部ＭＤ２Ｔを設けておくことで、この部分に樹脂モールドが行われないため、後述するように（図１２（ｂ）参照）、外部リード１７，１８をモールド樹脂８の側面に沿わせ、かつ、突出当接部５２Ａの両側にそれぞれ配置する形態に容易にすることができる。

このモールドジグＭＤを用いて、以下のようにして樹脂モールドを行う。即ち、スペーサ付きユニット積層体６ＳをベースＭＤ１の上面ＭＤ１Ｕ上に立てる。ついで、本実施例では、下から積層型圧電ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃとなるように配置する。その上で、第１筒部材ＭＤ２及び第２筒部材ＭＤ３の内周面ＭＤ２Ｓ及び内周面ＭＤ３Ｓで、このスペーサ付きユニット積層体６Ｓを挟むようにして、第１筒部材ＭＤ２と第２筒部材ＭＤ３とを密着させ、積層体保持孔ＭＤＨを構成する。この際、スペーサ５Ａ，５Ｂの突出当接部５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃがそれぞれ、位置決め溝ＭＤ２ＳＩ，ＭＤ３ＳＩに嵌るように配置する。

これにより、図１１に示すように、スペーサ５Ａ，５Ｂの突出当接部５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃが、それぞれ位置決め溝ＭＤ２ＳＩ，ＭＤ３ＳＩに当接、あるいはごく接近した状態に保持される。従って、スペーサ５の積層直交方向ＶＳの位置がほぼ決定される。すると、このスペーサ５に端部２３がそれぞれ挿入保持された積層型圧電ユニット２の積層直交方向ＶＳの位置も決定されることとなる。具体的には、積層型圧電ユニット２の積層直交方向ＶＳの中心２Ｘ，２ＸＡ（及びユニット積層体６の積層直交方向の中心６Ｘ）が、第１筒部材ＭＤ２の内周面ＭＤ２Ｓ及び第２筒部材ＭＤ３の内周面ＭＤ３Ｓがなす孔の軸線ＡＸ３にほぼ一致するように、積層型圧電ユニット２（ユニット積層体６，スペーサ付きユニット積層体６Ｓ）が積層直交方向ＶＳについて位置決めされる。なお、図１０においては図示していないが、外部リード１７，１８は、積層体保持孔ＭＤＨ内から図中上方に飛び出る形態に保持しておく。

その後、第１筒部材ＭＤ２の内周面ＭＤ２Ｓ及び第２筒部材ＭＤ３の内周面ＭＤ３Ｓがなす積層体保持孔ＭＤＨ内に、硬化後にも柔軟性を有する絶縁性樹脂（例えば、シリコン樹脂、エポキシ樹脂）となる未硬化樹脂を流し込み、これを硬化させてモールド樹脂８とする。

これにより、図１２に示す形態のモールド済ユニット積層体７が出来上がる。なお、図１２（ｂ）は、外部リード１７，１８をモールド樹脂８の側面に沿わせて折り曲げた状態を示している。このモールド済ユニット積層体７は、外形が、概略、長円を軸線ＡＸ３方向に延ばした長円柱形状をなしている。一方、この図１２から容易に理解できるように、スペーサ５Ａの３つの突出当接部５２ＡＡ，５２ＢＡ，５２ＣＡ、及び、スペーサ５Ｂの３つの突出当接部５２ＡＢ，５２ＢＢ，５２ＣＢは、モールド樹脂８の長円柱側面８ＴＳから露出している。さらに、突出当接部５２ＡＢは長円柱側面８ＴＳよりも突出している。

また、３つの積層型圧電ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃ（ユニット積層体６）はモールド樹脂８内に埋め込まれ、外力や水分、油分などから保護されている。なお、上記では、積層型圧電ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃの周囲を直接モールド樹脂８が取り囲む形態としたが、積層型圧電ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃの外側面２１を予め、あるいはユニット積層体６を形成した後に、絶縁コーティング層で被覆してから、モールド樹脂８で覆うようにしても良い。このモールド済ユニット積層体７は、これ自身を単独で積層型圧電素子として利用することもできる（後述する実施例２参照）。

さらに、裏蓋１１を溶接したケース部材９内に、このモールド済ユニット積層体７を挿入し、裏蓋１１に積層型圧電ユニット２Ｃの端面２２Ｃ２（ユニット積層体６の後端面６Ｔ２）を当接させる（図１参照）。外部リード１７，１８をケース部材９の図示しないリード挿通孔を通じて外部に取り出し、このリード挿通孔にゴムブッシュ１６を嵌め込んでシールする。また、プッシュロッド１３のベース部１４を、積層型圧電ユニット２Ａの端面２２Ａ１（ユニット積層体６の先端面６Ｔ１）に当接させ、ロッド部１５を皿バネ１２に挿通する。さらに、ロッド部１５をロッド挿通孔１０Ｈに挿通した状態で、表蓋１０をケース部材９に溶接して、弾性的に３つの積層型圧電ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃ（ユニット積層体６）に予備加重を掛けた状態に固定する。このようにして、図１に示す積層型圧電素子１が完成する。

なお、スペーサ５Ａ，５Ｂは、前述したように、３つの突出当接部５２（５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ）を備えている（図４参照）。一方、ケース部材９の内周面９Ｓは、３つの突出当接部５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃに外接する円とほぼ同径とされている。従って、モールド済ユニット積層体７をケース部材９内に挿入すると、図２に示すように、スペーサ５（５Ａ，５Ｂ）の３つの突出当接部５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃが、それぞれケース部材９の内周面９Ｓに当接あるいはごく接近した状態に配置される。これにより、スペーサ５の積層直交方向ＶＳの位置がほぼ決定される。すると、このスペーサ５に端部２３が挿入され保持された積層型圧電ユニット２の積層直交方向ＶＳの位置も決定されることとなる。具体的には、積層型圧電ユニット２の積層直交方向ＶＳの中心２Ｘ（及びユニット積層体６の積層直交方向の中心６Ｘ）が、ケース部材９の内周面９Ｓの軸線ＡＸにほぼ一致するように、積層型圧電ユニット２が積層直交方向ＶＳについて位置決めされる。

一般に、積層型圧電素子が駆動対象に衝突するなどにより自身の軸線方向に大きな衝撃力を受けた場合、積層型圧電ユニット２あるいはユニット積層体６が弓なりに変形し、極端な場合には座屈する虞がある。これに対し、本実施例の積層型圧電素子１では、このような衝撃力を受けた場合にも、このスペーサ５の突出当接部５２（５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ）が、ケース部材９の内周面９Ｓに当接して変形を防ぐため、弓なりの変形及び座屈を防止することができる。このため、信頼性の高い積層型圧電素子１となる。

また、本実施例の積層型圧電素子１において、スペーサ５は、第１電極棒４２を積層型圧電ユニット２の外側面２１から離間した所定位置に保持する離間保持部材としての役割と、ケース部材９内における積層型圧電ユニット２の積層直交方向ＶＳの位置を規制する位置規制部材としての役割とを兼ねている。このため、別途の部材でこれらを構成する場合に比して、部材の数を低減できている。また、ケース部材９と第１電極棒４２や第２電極棒４５の位置関係をも容易に決定できるので、ケース部材９と第１外側ユニット電極２４や第１導通路４１との間の絶縁、あるいはケース部材９と第２外側ユニット電極２５や第２導通路４４との間の絶縁をも容易に図ることができている。

ついで、本発明の第２の実施例について説明する。上述の実施例１では、単独でも積層型圧電素子として使用しうるモールド済ユニット積層体７を、ケース部材９内に挿入して使用した積層型圧電素子１を例示した。これに対し、本実施例２では、このモールド済ユニット積層体７（図１２参照）を、積層型圧電素子として使用し、燃料噴射装置１１０の駆動に使用する。従って、モールド済ユニット積層体７の形状や構造、製造方法は、既に実施例１において説明したものと同様であるから説明を省略し、燃料噴射装置１１０について説明する。

図１３に示す燃料噴射装置１１０は、内燃機関の燃焼室内に高圧の燃料を噴射するための装置である。軸線ＡＸ４に沿って延びる略円筒形状の本体部材１１５は、その先端側（図中左側）のノズル保持部１１５Ｎにおいて、ノズル部材１１１を保持している。また、本体部材１１５のうち、円筒状の圧電素子包囲部１１５Ｐ内には、前述のモールド済ユニット積層体７（図１２参照，積層型圧電素子）が挿入、保持されている。さらに詳細には、圧電素子包囲部１１５Ｐ内のうち、先端部分（図中左端部分）には、径大のベース部１１６Ｂと径小のロッド部１１６Ｒとからなるピストン１１６、及びロッド部１１６Ｒに挿通された皿バネ１１８を備えており、ベース部１１６Ｂより先端側（図中左側）に、シリンダ室１１５Ｃを構成している。また、ピストン１１６には、モールド済ユニット積層体７（ユニット積層体６）の後端面６Ｔ２（積層型圧電ユニット２Ｃ端面２２Ｃ２）が当接している。また、圧電素子包囲部１１５Ｐ内に挿入されたモールド済ユニット積層体７（ユニット積層体６）の先端面６Ｔ１（積層型圧電ユニット２Ａ端面２２Ａ１）は、圧電素子包囲部１１５Ｐの後端部分に固定された封口板１１９に当接している。このモールド済ユニット積層体７（ユニット積層体６）は、皿バネ１１８の弾性力により、常時、圧縮応力が掛かるように付勢されている。また、ピストン１１６のベース部１１６Ｂの周囲には、シール溝１１６Ｍが凹設されており、この中にＯリング１１７が嵌め込まれてシリンダ室１１５Ｃのシールを行っている。

ノズル部材１１１の内部には、ニードル１１２が摺動可能に収納されている。ノズル部材１１１の先端（図中左端）には、噴出口１１１Ｎが開口し、この噴出口１１１Ｎはニードル１１２の先端部１１２Ｓによって開閉可能となっている。またノズル部材１１１のうち後端側（図中右側）には、噴出口１１１Ｎよりも径大の環状室１１１Ｐを備える。この環状室１１１Ｐには、ニードル１１２のピストン部１１２Ｐが、その周囲と環状室１１１Ｐの壁面との間にオリフィス１１４を形成して配置されている。ニードル１１２のピストン部１１２Ｐ内にはバネ保持孔１１２ＰＮが形成されている。このバネ保持孔１１２ＰＮ内には、コイルバネ１１３が挿入保持されて、本体部材１１５のノズル保持部１１５Ｎと圧電素子包囲部１１５Ｐとを区画する仕切壁部１１５Ｗに当接しており、ニードル１１２を先端側（図中左側）に付勢している。

また、本体部材１１５及びノズル部材１１１には、外部と環状室１１１Ｐとを結ぶ燃料供給口１１５Ｆ，１１１Ｆが形成されており、この燃料供給口１１５Ｆ，１１１Ｆを通じて、高圧に加圧された燃料が、環状室１１１Ｐに供給される。さらに、本体部材１１５の仕切壁部１１５Ｗには、バネ保持孔１１２ＰＮと圧電素子包囲部１１５Ｐとを連通する連通孔１１５Ｔを備えている。従って、環状室１１１Ｐに供給された燃料は、オリフィス１１４を通じて、バネ保持孔１１２ＰＮ、連通孔１１５Ｔ、圧電素子包囲部１１５Ｐのシリンダ室１１５Ｃにも充填される。

積層型圧電素子であるモールド済ユニット積層体７の外部リード線１７，１８は、本体部材１１５のリード挿通孔１１５Ｌを介して外部に取り出されている。この外部リード線１７，１８に電圧を印加すると、モールド済ユニット積層体７が伸長し、シリンダー室１１５Ｃの圧力が高まり、ニードル１１２が先端側に移動して閉弁する。一方、モールド済ユニット積層体７の印加電圧を低下させて収縮させると、シリンダー室１１５Ｃの圧力が低下し、燃料供給口１１５Ｆ，１１１Ｆから供給された燃料の圧力により、ニードル１１２のピストン部１１２Ｐが後端側にコイルバネ１１３を圧縮しながら移動するので、開弁してノズル部材１１１の噴出口１１１Ｎから燃料が噴射される。

この燃料噴射装置１１０は、ノズル部材１１１が燃焼室を臨むようにして、内燃機関の燃焼室天井壁に取り付けられ、噴出口１１１Ｎから燃料を燃焼室内に向けて噴出するようにして用いられる。
なお、この燃料噴射装置１１０（モールド済ユニット積層体７）の駆動は、図示しない駆動回路により行われる。具体的には、図示しないコントロールユニットにおいて、内燃機関の吸入空気量や回転数に応じて燃料噴射量を演算し、このコントロールユニットで演算した燃料噴射量に対応するパルス信号をパルス発生器で生成し、このパルス信号に応じた電圧を駆動回路を介して燃料噴射装置１１０（モールド済ユニット積層体７）に印加する。

ここで、モールド済ユニット積層体７と、本体部材１１５の圧電素子包囲部１１５Ｐとの関係について説明する。実施例１において説明したように、モールド済ユニット積層体７は、前述したように、３つの突出当接部５２（５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ）を有するスペーサ５Ａ，５Ｂを備えている（図１２，図４参照）。一方、圧電素子包囲部１１５Ｐの内周面１１５ＰＳは、３つの突出当接部５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃに外接する円とほぼ同径とされている。従って、モールド済ユニット積層体７を圧電素子包囲部１１５Ｐ内に挿入すると、図１４に示すように、スペーサ５（５Ａ，５Ｂ）の３つの突出当接部５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃが、それぞれ圧電素子包囲部１１５Ｐの内周面１１５ＰＳに当接あるいはごく接近した状態に配置される。これにより、圧電素子包囲部１１５Ｐ内において、スペーサ５の積層直交方向ＶＳの位置がほぼ決定される。すると、このスペーサ５に端部２３が挿入され保持された積層型圧電ユニット２の積層直交方向ＶＳの位置も決定されることとなる。具体的には、積層型圧電ユニット２の積層直交方向ＶＳの中心２Ｘ（及びユニット積層体６の積層直交方向の中心６Ｘ）が、圧電素子包囲部１１５Ｐの軸線ＡＸ４にほぼ一致するように、積層型圧電ユニット２が、従って、モールド済ユニット積層体７が、積層直交方向ＶＳについて位置決めされる。

前述したように、一般に、積層型圧電素子が自身の軸線方向に大きな衝撃力を受けた場合、積層型圧電ユニット２あるいはユニット積層体６が弓なりに変形し、極端な場合には座屈する虞がある。これに対し、本実施例２の燃料噴射装置１１０では、積層型圧電素子であるモールド済ユニット積層体７が大きな衝撃力を受けた場合にも、このスペーサ５の突出当接部５２（５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ）が、圧電素子包囲部１１５Ｐの内周面１１５ＰＳに当接して変形を防ぐため、弓なりの変形及び座屈を防止することができる。このため、信頼性の高い燃料噴射装置１１０となる。

さらに、本実施例２の燃料噴射装置１１０では、実施例１と同じモールド済ユニット積層体７（ユニット積層体６）を用いている。従って、実施例１と同じく、積層型圧電ユニット２の第１外側ユニット電極２４同士は、第１接続リード４３、第１電極棒４２、及び第１接続リード４３からなる第１導通路４１を通じて、互いに導通している（図９（ｂ）参照）。また同様に、第２外側ユニット電極２５同士も、第２接続リード４６、第２電極棒４５、及び第２接続リード４６からなる第２導通路４４を通じて、互いに導通している。しかも、第１電極棒４２が、積層型圧電ユニット２の外側面２１から離間した状態で、スペーサ５の突出当接部５２Ｂに保持されている。第２電極棒４５も、積層型圧電ユニット２の外側面２１から離間した状態で、スペーサ５の突出当接部５２Ｃに保持されている。このため、確実に、第１導通路４１と第２導通路４４（第１電極棒４２と第２電極棒４５）とを離間して短絡を防止できるほか、他の部材との短絡も防止することができている。

さらに、第１導通路４１は、柔軟な第１接続リード４３を含んでいるから、第１外側ユニット電極２４同士の導通を保ったまま、ユニット積層体６の伸縮に対して追動することが可能とされている。同様に、第２導通路４４は、柔軟な第２接続リード４６を含んでいるから、第２外側ユニット電極２５同士の導通を保ったまま、ユニット積層体６の伸縮に対して追動することが可能となっている。
このため、積層型圧電ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃがそれぞれ伸縮しても、このような柔軟性を有する第１導通路４１を介して第１外側ユニット導体２４同士が導通しているので、断線などを生じることがない。同様に、このような第２導電体４４を介して第２外側ユニット導体２５同士が導通しているので断線を生じることがない。
特に、第１メッシュ導体２６に第１延出部２６Ｅ、及び、第２メッシュ導体２７に第２延出部２７Ｅを設けてあるので、この第１，第２延出部２６Ｅ，２７Ｅも柔軟性を有しているから、積層型圧電ユニット２Ａ，２Ｂ，２Ｃがそれぞれ伸縮しても断線を生じることがない。
かくして、モールド済ユニット積層体７（ユニット積層体６）を用いた本実施例２の燃料噴射装置１１０では、積層型圧電素子における短絡や断線の生じにくい、高い信頼性を有するものとなっている。

以上において、本発明を実施例１，２に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、前述の実施例１，２では、直棒状の第１，第２電極棒４２，４５を用い、この第１，第２電極棒４２，４５と、第１，第２外側ユニット電極２４，２５を第１，第２接続リード４３，４６で接続するようにした。しかし、柔軟性のあるリード部材を介して、第１外側ユニット電極２４同士あるいは第２外側ユニット電極２５同士を接続するようにしても良い。

また、前述の実施例１では、ユニット積層体６の周囲にモールド樹脂８を設けてモールド済ユニット積層体７とし、さらに、ケース部材９に挿入した形態の積層型圧電素子１を例示した。しかし、モールド樹脂８を設けないで、ユニット積層体６のまま、ケース部材９に挿入した積層型圧電素子とすることもできる。この場合でも、第１導通路４１や第２導通路４４を設けたことにより、第１外側ユニット電極２４同士、あるいは第２外側ユニット電極２５同士を断線することなく導通することができる。
また、前述の実施例２でも、モールド済ユニット積層体７を、本体部材１１５の圧電素子包囲１１５Ｐに挿入して燃料噴射装置１１０とした例を示した。しかし、モールド樹脂８を設けないで、ユニット積層体６のまま、圧電素子包囲１１５Ｐに挿入した燃料噴射装置とすることもできる。この場合でも、第１導通路４１や第２導通路４４を設けたことにより、第１外側ユニット電極２４同士、あるいは第２外側ユニット電極２５同士を断線することなく導通することができる。

また、前述の実施例１，２では、スペーサ５を、積層型圧電ユニット２同士の境界部分に配置したが、例えば、各積層型圧電ユニット２の積層方向ＳＴの中央部にそれぞれスペーサを配置し、このスペーサに第１，第２電極棒などを保持させて、第１，第２導通路を構成するようにしても良い。

実施例１にかかるケース付き積層型圧電素子の内部構造を示す縦断面図である。 ケース部材と積層型圧電ユニットとスペーサとの関係を示す、図１におけるＰ−Ｐ’矢視断面図である。 実施例１，２の積層型圧電素子に用いる積層型圧電ユニットを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は内部構造を示す縦断面図である。 実施例１，２の積層型圧電素子に用いるスペーサを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は断面図である。 （ａ）は、実施例１，２の積層型圧電素子の製造工程のうち、積層型圧電ユニットを積み重ねる積み重ね工程、及び接着を行う接着工程を経てユニット積層体を製造する様子を模式的に示す説明図であり、（ｂ）は接続部分について拡大して示す部分破断断面図である。 実施例１，２の積層型圧電素子の製造工程のうち、積み重ね工程及び接着工程において、スペーサと接着ジグとの関係を模式的に示す説明図である。 接着ジグと積層型圧電ユニットとスペーサとの関係を示すＲ−Ｒ’矢視断面図である。 実施例１，２にかかる積層型圧電素子に用いるスペーサ付きユニット積層体の斜視図である。 実施例１，２にかかる積層型圧電素子に用いるユニット積層体において、（ａ）は各々の積層型圧電ユニットの電極棒同士の接続の様子を示す斜視図、（ｂ）は各々の積層型圧電ユニットの電極と電極棒との接続の様子を模式的に示す説明図である。 実施例１，２の積層型圧電素子の製造工程のうち、モールド工程におけるユニット積層体（積層型圧電ユニット）及びスペーサとモールドジグとの関係を模式的に示す説明図である。 モールドジグと積層型圧電ユニットとスペーサとの関係を示すＳ−Ｓ’矢視断面図である。 実施例１，２にかかる積層型圧電素子（樹脂モールドされたユニット積層体）の斜視図であり、（ａ）は外部リードを延ばした状態、（ｂ）は外部リードを屈曲させてモールド樹脂に沿わせた状態を示す。 実施例２にかかる積層型圧電素子を装着した燃料噴射装置の構造を示す説明図である。 燃料噴射装置における圧電素子保持部と積層型圧電ユニットとスペーサとの関係を示すＴ−Ｔ’矢視断面図である。

符号の説明

１ 積層型圧電素子
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ 積層型圧電ユニット
２Ｘ，２ＸＡ，２ＸＢ，２ＸＣ （積層型圧電ユニットの積層直交方向の）中心
２Ｐ 圧電焼結体層
２Ｅ，２ＥＡ，２ＥＢ 内部電極層
２１ （積層型圧電ユニットの）外側面
２２，２２Ａ１，２２Ａ２，２２Ｂ１，２２Ｂ２，２２Ｃ１，２２Ｃ２，２２２ 端面（境界）
２３，２３Ａ１，２３Ａ２，２３Ｂ１，２３Ｂ２，２３Ｃ１ 端部
２３Ｓ，２３ＳＡ２，２３ＳＢ１ 錐面
２４，２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ 第１外側ユニット電極
２５，２５Ａ，２５Ｂ，２５Ｃ 第２外側ユニット電極
３ 接着剤
ＳＴ 積層方向
ＶＳ 積層直交方向
４１，４１Ａ，４１Ｂ 第１導通路
４２，４２Ａ，４２Ｂ 第１電極棒（第１離間導通部）
４４，４４Ａ，４４Ｂ 第２導通路
４５，４５Ａ，４５Ｂ 第２電極棒（第２離間導通部）
５，５Ａ，５Ｂ スペーサ（離間保持部材、位置規制部材）
５２，５２Ａ，５２ＡＡ，５２ＡＢ，５２Ｂ，５２ＢＡ，５２ＢＢ，５２Ｃ，５２ＣＡ，５２ＣＢ 突出当接部
５２ＢＨ，５２ＣＨＨ 電極棒挿通孔
５３（積層型圧電ユニットの端部の錐面との）当接面
６ ユニット積層体
６Ｘ ユニット積層体の積層直交方向の）中心
６Ｔ１ 先端面
６Ｔ２ 後端面
６Ｓ スペーサ付きユニット積層体
７ モールド済ユニット積層体（積層型圧電素子）
８ モールド樹脂（樹脂包囲部材）
８ＴＳ 長円柱側面
９ ケース部材（ケース部材、包囲部材）
９Ｓ （ケース部材の）内周面
ＡＸ （ケース部材の内周面の）軸線
１１０ 燃料噴射装置
１１１ ノズル部材
１１２ ニードル
１１５ 本体部材
１１５Ｐ 圧電素子包囲部（包囲部材）
ＡＸ４ （圧電素子包囲部の内周面の）軸線
１１５ＰＳ （圧電素子包囲部の）内周面
ＡＤ 接着ジグ
ＡＤ２ 筒部材
ＡＤ２Ｓ （筒部材の）内周面
ＡＸ２ （筒部材の内周面の）軸線
ＭＤ モールドジグ
ＭＤ２ 第１筒部材
ＭＤ２Ｓ （第１筒部材の）内周面
ＭＤ２ＳＩ （第１筒部材の内周面の）位置決め溝
ＭＤ３ 第２筒部材
ＭＤ３ＳＤ （第２筒部材の）内周面
ＭＤ３ＳＩ （第２筒部材の内周面の）位置決め溝
ＭＤＨ 第１筒部材、第２筒部材の内周面で構成される積層体保持孔
ＡＸ３ （第１筒部材及び第２筒部材の内周面の）軸線

Claims (5)

1. 圧電焼結体層と内部電極層とを交互に積層してなる積層型圧電ユニットを、上記圧電焼結体層及び内部電極層の積層方向に複数積み重ねてなるユニット積層体を含み、
   各々の上記積層型圧電ユニットが、
   上記積層方向に延びる外側面上に位置し、上記内部電極層と互いに１層おきに導通する第１外側ユニット電極及び第２外側ユニット電極を有する積層型圧電素子であって、
   上記積層型圧電ユニットに属する上記第１外側ユニット電極とこの積層型圧電ユニットに隣接する積層型圧電ユニットに属する上記第１外側ユニット電極との間を導通する第１導通路であって、
   これらの積層型圧電ユニットの外側面から離間して配置された第１離間導通部を含み、
   上記第１外側ユニット電極同士の導通を保ったまま、上記積層型圧電素子動作時の上記ユニット積層体の伸縮に追動可能に構成してなる
   第１導通路と、
   上記積層型圧電ユニットに属する上記第２外側ユニット電極とこの積層型圧電ユニットに隣接する積層型圧電ユニットに属する上記第２外側ユニット電極との間を導通する第２導通路であって、
   これらの積層型圧電ユニットの外側面から離間して配置された第２離間導通部を含み、
   上記第２外側ユニット電極同士の導通を保ったまま上記積層がた圧電素子動作時の上記ユニット積層体の伸縮に追動可能に構成してなる
   第２導通路と、
   上記第１離間導電部及び第２離間導電部の少なくともいずれかを上記積層型圧電ユニットの外側面から離間した所定位置に保持する１または複数の離間保持部材と、を備える
   積層型圧電素子。
2. 請求項１に記載の積層型圧電素子であって、
   前記離間保持部材は、
   隣り合う前記積層型圧電ユニット同士の境界を跨ぐようにして前記ユニット積層体の外側に位置し、
   上記境界を挟んで隣り合う上記積層型圧電ユニットの、
   前記第１外側ユニット電極同士を導通する前記第１導通路のうちの前記第１離間導通部、及び、
   前記第２外側ユニット電極同士を導通する前記第１導通路のうちの前記第２離間導通部を、
   積層型圧電ユニットの外側面から離間して保持してなる
   積層型圧電素子。
3. 請求項１または請求項２に記載の積層型圧電素子であって、
   前記離間保持部材は、
   前記積層型圧電ユニットに保持されてなる
   積層型圧電素子。
4. 請求項３に記載の積層型圧電素子であって、
   前記ユニット積層体及び前記離間保持部材を包囲するケース部材を有し、
   上記離間保持部材は、上記ケース部材内における前記積層型圧電ユニットの上記積層方向に直交する積層直交方向の位置を規制する位置規制部材を兼ねる
   積層型圧電素子。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の積層型圧電素子を用いた燃料噴射装置。

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